铝合金涂层产品缺陷产生的原因及控制措施
杨升
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杨升,. 铝合金涂层产品缺陷产生的原因及控制措施[J]. 冶金技术,2021.5. DOI:10.12721/ccn.2021.157042.
摘要:
铝合金涂层技术是通过在铝合金的外表上,通过涂层的方式在其外表上产生一种特殊的保护性的膜,目前,铝合金的涂层技术已得到了大量的使用,但现如今的涂层产品依然存在很多问题,其中在铝合金型材压延加工时,母材的外表会出现表面色差、板型不良、印痕等缺陷,这会对产品的氧化性、电泳和喷涂工艺产生很大的影响,甚至会造成母材的损坏。本文对生产中出现的铝涂料制品的问题进行了分析,通过优化工艺条件,规范操作,提出相应解决措施,有效地解决问题,改善产品的品质。
关键词: 铝合金涂层产品产品缺陷
DOI:10.12721/ccn.2021.157042
基金资助:

引言:涂层产品在人们的生活中无处不在,普遍使用于瓶罐、食品包装、金属家具、装修装饰、建筑、电器等领域。涂层的目的是为了对物品做好防护、绝缘以及装饰等,铝板经过涂层后,既可以增加其耐酸碱程度,防止污染、潮湿、腐蚀等;也能提高铝合金制品的美观度、光泽度以及其立体感和舒适感[1]。由于涂层产品日益融入到人们的生活中,人们对涂料的品质提出了更高的要求。但是在涂层铝带的生产中,存在着操作不当、涂料和设备等方面的问题,下面着重对生产中的轧辊涂层铝带制品的缺陷种类、产生的原因及改进的方法进行了探讨。

一、漏涂

(一)缺陷特征及形成的原因

铝合金型材在陈化之前不能清除油脂在陈旧后会在铝材上留下一道水痕,在氧化剂的作用下形成暗斑并有一定的深度。一方面是铝合金母材在经过退火、矫直工序中经过导辊导路,表面达因值下降,导致铝材表面脏污,油漆无法涂均匀导致,一方面为母材板型不良,涂漆时,若母材存在扭曲、翘曲情况,则容易造成漏凃情况,另外表面存在不平、凹凸印痕等也会造成漏凃情况。

(二)控制措施

在铝材加工中,在矫正过程中应该及时轻擦导辊导路,减轻表面铝粉残留,同时板型应平整,从数据表明,以一米宽材料为例,取一米长母材立板检测,下步两端翘曲度L1-L2应小于2cm,从而达到表面平整的效果,从而降低因为板型问题造成的漏凃缺陷。

二、涂层表面气泡

(一)缺陷特征及形成的原因

涂层后的铝条上出现了圆形点状的凹凸,具有一定的触觉。其原因是涂层的粘度过小,涂料的润湿性过浓,溶剂的挥发性不均匀;流平度不足,易导致溶剂易挥发;油漆的回旋时间太短,涂料会出现气泡[2]

(三)控制措施

适当增加涂层的粘性和减少薄膜的厚度;调整工艺装置,尤其是设定固化温度,并对固化速度进行调控;调节涂料的循环搅拌速率[3]

三、涂层表面收缩

(一)缺陷特征及形成的原因

涂层的收缩可分成环状和波浪状:圆形的缩口(基材的漏底处)是在涂布后形成的环形小凹点;另一个是涂后的涂膜会产生波浪状的收缩。其产生原因是粉末涂料本身质量较差,达因值不够,表面存在油污等情况,且其兼容性较低;采用不同的树脂粉末涂层进行混合,在粉末涂装前未达到干净地脱脂,且粉末涂层静电喷涂时使用的空气中的油脂和水分含量都超过了标准;圆形缩孔是在涂层后,湿润薄膜在流平机上发生收缩,并经过流平固化,形成大小不等、不规则分布的缩孔。

(二)控制措施

在出现大收缩时,要加大涂层的拉力,可以添加助剂、流平剂或抗缩孔剂;当发生波浪状收缩时,要对底板进行除油和清洗加强。清洗铝表明可采用物理清洁、化学清洁,物理清洁一般采用香蕉水、松节油、酒精和火油等,通过某些有机溶剂,使油、脂、涂料等溶蚀,除去部件的表面污渍或其它杂质;化学清洗可采用碱清洗,碱清洗浸润效果很好,而且对油脂的乳化效果较显著,并且可以生成水溶性的皂基;另外加强铝母材达因值控制,达因值应达到32以上。

四、表面色差

(一)缺陷特征及形成的原因

在自然光、白织灯和钠灯等的环境氛围中,涂层的表面会出现部分不同的色彩。这些缺陷形成的原因有:铝制品本身因为退火工序,高温下,铝材容易发生氧化反应,退火时,因与氧气接触面的不同,反应速率不同,母材两边部与中间部位存在色差,进行涂料搅拌时操作不到位而导致的颜料不均匀情况;涂层的温度设置不一致也会造成涂层表面色差;由于进、排气系统的不合理、涂料装置的控温误差过大、温表不准确等原因造成了板材的温度误差;且涂料受烘干温度的影响较大,而设备的控温情况不能满足涂料需要;这些都会在一定程度上影响涂层表面色差。

(二)控制措施

在涂透明色料时,必须对铝板的表面品质进行严格控制,不得出现颜色差异;提高油漆的搅拌次数,充分混合油漆;可根据油漆性能调节涂膜的温度;调节进、排气装置,核查温度表的正确性,在制造过程中使用平板温纸校验PM的温度;涂料控温装置维护,改善控温精度,降低控制误差;当不同的油漆出现不同的颜色差异时,要求涂料供应商进行改正或换漆;更换涂层滚筒,并调节干燥和湿润的薄膜。

五、T弯、粘接性能、MEK以及蒸煮等的不符合要求

(一)缺陷特征及形成的原因

轧制铝材是通过熔铸、锯铣、热冷轧、等工序和必需的热处理工序,其中包括矫直、清洗、涂油等工序,每一个工序都需要经过大量的设备,会出现不同程度的问题。特别是不同铝材原始的性能存在差异,例如H18状态铝材会在0T、1T等条件下出现折弯开裂现象,那么涂层在折弯处发生脱离的情况,此现象发生,则T型弯曲不合规;使用丁酮在涂层面涂抹抗溶剂性能时,如果不能满足技术规定的最低限度,则存在涂料泄漏的情况,MEK(丁酮)不能满足使用条件[4];用100±2摄氏度的开水煮沸8分钟,或用0.17-0.18 MPa的130±2摄氏度的水蒸气蒸30分钟,如果镀层剥落或变白色,则视为不合格。这种现象发生的原因往往是材料原始性能不能满足折弯需求,需进行稳定化退火,其次由于固化温度偏高或偏低,不能满足板材的要求;另未完成脱脂技术,预加工时槽内液体的含量有无起伏,无效粘胶对粘接试验的不利作用以及检测MEK的方法和强度是否达标,并判断其暴露的可能性,涂料的厚度是否达到要求等等。

(二)控制措施

采购母材时,应考虑材料固有折弯性能是否满足使用要求;用板温测试纸对板材温度进行检测,如果板材温度偏高或偏低,则需要对温度进行相应的调节;确认所用的胶水有无故障;采用国家标准测试法对MEK进行擦洗;对铝带材进行除油,并检测其质量及槽液浓度;提高涂料的厚度。

六、辊印

(一)缺陷特征及形成的原因

涂辊、压水辊等与铝条有直接接触的扎辊,由于辊道上出现了凹凸不平的缺陷,因此在涂层时产生的凹凸性在铝带材上形成了辊印。其原因往往是有杂物在其运作中混入,给辊道带来一定损伤,且工作人员对辊道的存放不当,导致其产生磨损现象,此外铝材的印痕、辊印等涂浅色漆也会导致辊印的发生。

(二)控制措施

针对上述情况,需对所有的导电辊轮进行清洗,并将杂质及时清理干净;在存放和组装时,要小心地对辊道进行维护,防止碰撞;加强原材料检控,原材料存在印痕、辊印等缺陷进行隔离。

七、结语

经过多年的生产和实践,我们发现,铝材涂料的外观品质受到多种因素的制约,因此,从铝材的涂覆技术角度出发,对其产生的原因进行了简要的探讨,对铝合金涂料的质量问题进行了全面的剖析和归纳,难以从单个的现象或原因中找到问题的根本原因。只有从实际生产中发现问题的根源,找到正确的方法,以达到更好的效果,从而使我们的铝合金制品在世界范围内占据更大的份额。

参考文献:

[1] 沈湘平.涂层与本体性安全[J].江海学刊,2020(5):6.

[2] 杨宏欢,孔全兴,李伟光,等.铝合金表面涂层失效原因分析及处理建议[J].材料保护,2020,53(6):3.

[3] 宁金华,薛云涛.铝合金钎焊板气泡产生原因及改善措施[J].轻合金加工技术,2020,48(8):3.

[4] 田华鹏,安秋凤,马刚刚.油润滑感涂层剂的合成及应用[J].印染助剂, 2020, 38(1):6.

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